KR100708245B1

KR100708245B1 - 얀 패키지를 권취하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100708245B1
Application number: KR1020017011600A
Authority: KR
Inventors: 리베르라인하르트
Original assignee: 바마크 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2000-01-13
Filing date: 2001-01-08
Publication date: 2007-04-16
Also published as: TR200301809T4; EP1161396A1; US7163174B2; CN1263670C; AU3727801A; US20020033428A1; CN1358155A; WO2001051396A1; TW512124B; EP1161396B1; KR20010114220A; DE50100508D1

Abstract

본 발명은 얀 패키지 (6) 를 권취시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 방법에 따르면, 진행하는 얀은 횡단 얀 가이드 (3) 에 의해서 횡단 스트로크내에서 왕복운동하여, 얀 패키지 (6) 에 적층된다. 패키지의 높은 에지 빌드업을 피하기 위해서, 횡단 얀 가이드의 횡단 스트로크의 길이는 권취 작업 동안에 얀 패키지의 폭 내에서 변화가능하다. 횡단 스트로크의 길이 변화는 권취 사이클 동안에 미리 결정된 스트로크 수정 함수 (Z) 에 의해서 이루어진다. 본 발명에 따르면, 얀 패키지의 미리 결정된 패키지 밀도를 얻을 수 있도록, 스트로크 수정 함수 (Z) 는 이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지에서의 얀의 질량분포 (F) 로부터 결정된다.

Description

얀 패키지를 권취하기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR WINDING A YARN BOBBIN}

본 발명은 청구항 1 의 전제부에 규정된 바와 같은 얀 패키지를 권취하는 방법뿐만 아니라, 청구항 11 의 전제부에 규정된 바와 같은 상기 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

그러한 방법 및 장치는 EP 0 235 557 호에 공지되어 있다.

얀을 패키지로 권취시킬 때, 얀 패키지의 실질적으로 일정한 원주속도 및 변하는 횡단 각도에서, 얀은 패키지의 폭 내에서 패키지 표면에 적층된다. 이를 위하여, 횡단 얀 가이드는 얀이 패키지 표면에 접촉하기 이전에 얀을 횡단 스트로크 내에서 왕복 운동시킨다. 얀의 균일한 질량 분포를 얻고, 그리하여 특히 패키지의 에지 영역에서 패키지의 균일한 밀도를 얻기 위하여, 권취 작업 동안에 횡단 스트로크 (transverse stroke) 를 주기적으로 짧게 하고 길게 하는 것이 알려져 있다. 횡단 스트로크의 그러한 길이 변화는 스트로크 수정 (stroke modification) 이라 불린다. 스트로크 수정은 패키지의 높은 에지 빌드업 (buildup)(안장 모양부의 형성) 을 방지한다.

EP 0 235 557 에 개시된 방법에서, 횡단 스트로크의 길이는 미리 결정된 스 트로크 수정 함수에 따라서 변한다. 그러한 스트로크 수정 함수는, 스트로크 수정 이전에 조정된 횡단 스트로크의 길이에 다시 도달하는데 필요한 시간 주기에 의해서 규정된다. 그리하여, 스트로크 수정 함수는 횡단 스트로크의 변화된 길이에서 횡단 얀 가이드의 왕복 운동을 규정하는 다수의 변형 스트로크에 의해서 규정된다. 스트로크 수정 함수를 통하여 이동할 때, 얀은 패키지 표면상에 다수의 변형된 스트로크로 적층된다. 스트로크 수정 함수는, 패키지 단부에서의 패키지 표면상의 얀 또는 횡단 얀 가이드의 반전 지점의 분포를 규정하는 역할을 한다. 그리하여, 스트로크 수정 함수를 미리 결정함으로써 얀의 질량 분포가 직접적으로 영향을 받는다.

공지된 방법에서는 스트로크 수정 함수가 단지 경험치에만 기초하기 때문에, 권취된 얀 패키지 표면에서의 질량 분포의 변동 역시 단지 경험치에만 기초하여 변화된다는 문제점이 있다.

U.S. 4,771,960 호는 스트로크 수정 함수가 횡단 스트로크의 랜덤한 길이 변동에 영향을 미치는 다른 방법을 개시한다. 이를 위해, 길이는 최장 횡단 스트로크 및 최단 횡단 스트로크에 의해 각각 규정되는 최외 반전 지점과 최내 반전 지점 사이의 다수의 지점으로 세분된다. 각각의 지점들은 횡단 얀 가이드의 반전 지점을 나타낸다. 그러한 방법에서, 각각의 반전 지점들에 접근하는 시퀀스 및 빈도수는 랜덤 (random) 원리에 기초한 특정 알고리즘에 의해서 결정된다. 그리하여, 이러한 공지된 방법 역시 얀 패키지 상의 소정의 얀 분포를 생성하는데는 전적으로 부적절하다.

U.S. 4,544,113 호 및 U.S. 4,767,071 호는 횡단 스트로크의 길이를 변화시키기 위하여, 스트로크 수정 함수가 최대 횡단 스트로크와 최소 횡단 스트로크 사이의 항상 재현되는 균일한 변화를 미리 결정하는, 얀 패키지를 권취시키는 다른 방법을 개시한다. 그것에 의해, 중앙 영역과 비교하여 비교적으로 연질의 단부 영역을 나타내는 얀 패키지의 단부 영역에서는 매우 불균일한 질량 분포만이 형성될 수 있다.

공지된 방법에서, 횡단 스트로크의 길이 변화는 얀 패키지의 단부에서 패키지 단부의 높은 빌드업을 방지한다. 그러나, 스트로크 수정 함수에 의해서 규정된 바와 같이 얀 패키지의 단부 영역에 반전 지점을 분포시킴으로써 패키지 밀도에의 영향이 매우 랜덤해진다.

따라서, 본 발명의 목적은 얀을 권취시킨 후, 얀 패키지가 전체 패키지 폭에 걸쳐서 균일한 패키지 밀도 또는 패키지 밀도의 소정 프로파일을 나타내도록 전기한 종류의 얀 패키지 권취 방법뿐만 아니라, 그러한 방법을 수행하기 위한 장치를 개선시키는 것이다.

얀 패키지의 밀도는 패키지상의 얀의 질량 분포에 실질적으로 의존한다는 것은 알려져 있다. 그러나, 1 횡단 스트로크 내에서 단위 시간당 패키지의 원주 상에 적층된 얀 질량은 일정하지 않은데, 그 이유는 횡단 스트로크의 끝에서, 횡단 얀 가이드가 횡단 속도로부터 감속되고, 반전후 횡단속도로 다시 가속되어야 하기 때문이다. 그리하여, 횡단 속도가 일정한 영역에서는 얀 패키지의 원주 상에 적층된 얀 질량은 일정할 것이다. 그러한 직선 범위 밖에서, 얀 패키지의 원주 상에 적층된 얀 질량은 반전 지점의 영역에서 최대까지 변할 것이다. 본 발명의 방법은 스트로크 수정 함수와 질량 분포사이의 관계를 확립한다. 이와 관련하여, 얀의 질량 분포는 이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지에 대하여 미리 결정된다. 미리 결정된 얀의 질량 분포를 갖는 이론적으로 권취된 이상적인 얀 패키지로부터, 그러한 스트로크 수정 함수는 이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지 상의 반전 지점의 분포로부터 결정된다. 스트로크 수정 함수는 권취되는 얀 패키지를 제조하는데 사용된다. 본 발명의 특별한 장점은 얀 패키지의 단부영역을 규정된 얀 질량 분포로 권취시킬 수 있다는 것이다.

이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지에서의 미리 결정된 얀의 질량 분포와 권취된 얀 패키지에서의 권취된 얀의 질량 분포 사이의 편차를 가능한 한 작게 하기 위하여, 미리 결정된 권취 파라미터로부터 이론적으로 권취된 이상적인 얀 패키지에서의 얀의 질량 분포를 산출하는 마이크로프로세서를 사용하는 것이 제안된다. 이 경우에, 예컨대 얀 속도, 횡단 속도, 교차각, 얀 데니어, 및 반전 범위의 길이와 같은 권취 파라미터를 미리 결정한다. 이론적으로 권취되는 이상적인 패키지는 산출에 의해서 이상적으로 권취되며, 여기서 산출된 질량 분포는 미리 결정된 희망값을 초과하지 않는다. 이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지에서 산출된 얀의 질량 분포로부터, 횡단 얀 가이드의 반전 지점들의 산출된 분포가 스트로크 수정 함수로 변환된다. 그러한 방법의 변형예는 권취된 얀 패키지의 경우 큰 편차 없이 소정의 질량분포를 실현시킬 수 있다.

바람직하게는, 이론적으로 권취되는 이상적인 패키지에서의 얀의 질량 분포의 산출은 다음의 단계로 수행된다. 먼저, 일 횡단 스트로크 동안에 적층되는 얀 질량을 미리 결정된 권취 파라미터로부터 산출한다. 얀 질량이 횡단 속도에 비례하므로, 특정 얀 질량을 횡단 스트로크의 각 세그먼트에 할당할 수 있다. 그러한 할당은 패키지 폭 (B) 과 관련이 있다. 이를 위하여, 횡단 스트로크는 패키지 폭을 따라서 일정한 폭의 다수의 질량 세그먼트로 세분된다. 각각의 질량 세그먼트는 당해 질량 세그먼트에 적층된 얀 질량을 갖는다. 그러한 적층된 얀 질량을 부분 얀 질량이라고 한다. 그 때, 이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지에서의 산출되는 얀 질량 분포의 희망값뿐만 아니라 특정수의 횡단 스트로크를 미리 결정한다. 예컨대, 질량 분포의 희망값으로서는, 전체 패키지 폭에 걸쳐서 일정한 질량 분포 (F_희망 = 100%) 가 존재한다고 할 수 있다.

횡단 스트로크의 수는 선택적이며, 그 수가 많을수록 산출된 이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지와 나중에 권취된 얀 패키지 사이의 편차가 작아진다. 횡단 스트로크의 수 뿐만 아니라 질량 분포의 희망값을 고려하여, 각각의 부분 얀 질량을 갖는 미리 규정된 질량 세그먼트가 질량 분포에 합산된다. 미리 결정된 질량 분포의 희망값과 동일한 산출된 질량 분포는 스트로크 수정 함수의 척도의 역할을 하는 질량 세그먼트의 분포를 포함한다. 이와 관련하여, 질량 세그먼트의 절대수는 횡단 스트로크의 수에 의해서 규정되는데, 이는 각각의 횡단 스트로크가 다수의 질량 세그먼트로부터 형성되기 때문이다.

권취 사이클중에 반전 지점의 분포를 형성하는 스트로크 수정 함수는 산출된 질량 분포로부터 다음과 같은 단계로 유도될 수 있다. 이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지에서의 얀의 산출된 질량 분포내의 질량 세그먼트의 분포로부터, 횡단 스트로크의 길이 변화를 결정한다. 각각의 반전 지점 또는 각각의 횡단 스트로크가 질량 세그먼트 (S₁) 에서 시작하기 때문에, 패키지 폭에 대한 질량 세그먼트 (S₁) 의 분포만으로 횡단 스트로크의 길이변화를 유도할 수 있다. 횡단 스트로크의 길이 변화를 스트로크 수정 함수로 변환하기 위해서는, 예컨대, 특정 변화가 각각의 횡단 스트로크의 변화 사이에 유지되도록 적층 알고리즘을 포함하는 것이 이롭다.

횡단 얀 가이드가 일정한 횡단 속도로 가동하는 횡단 스트로크의 범위내에서는 질량 분포가 실질적으로 일정하기 때문에, 패키지 폭의 중앙 영역에 있는 질량 세그먼트의 절대 얀 질량에 대한 질량 세그먼트의 절대 얀 질량의 비에 의해 하나의 질량 세그먼트의 부분 얀 질량을 규정하는 것이 추가로 제안된다. 상기에 의해, 질량 분포의 산출을 패키지 단부 영역들에 대해서만 실행하는 것이 가능하다.

권취된 얀 패키지의 질량 분포를 변경시키기 위하여, 청구항 6 에 따른 방법 변형예가 특히 이롭다. 이와 관련하여, 얀의 질량 분포는 권취된 얀 패키지에서 결정된다. 질량 분포의 실제값은 경도 시험 장치에 의해서 결정되거나, 엄지손가락 테스트 (thumb test) 에 의해서 수동으로 결정될 수 있다. 미리 결정된 질량 분포와 권취된 질량 분포 사이의 비교에 의해, 권취된 얀 패키지가 희망하는 밀도 프로파일을 갖는지를 알 수 있다. 패키지 폭을 따른 특정 범위에서 편차가 존재하는 경우, 보정된 질량 분포를 결정하고 이론적으로 권취된 이상적인 얀 패키지의 산출을 위한 기초로서 사용된다. 상기 산출로부터, 새롭게 권취된 얀 패키지가 의도대로 변화된 질량 분포를 보이도록 스트로크 수정 함수가 재규정된다. 그러한 방법의 변형예는 권취된 얀 패키지에서 패키지 밀도의 특정 프로파일을 만드는데 특히 이롭다. 특히 공정의 초기에 그러한 방법의 변형예를 사용하는 것이 이롭다. 이와 관련하여, 실제값과 희망값의 비교로부터 최적화된 패키지 밀도를 빠르게 얻을 목적으로 샘플 패키지를 먼저 권취할 수 있다. 샘플 패키지는 예컨대, 최소수의 얀층만을 가질 수 있어서, 최적화가 비교적 짧은 권취 시간 후에 가능하다.

상기 방법의 특히 이로운 변형예에서, 제어기는 스트로크 수정 함수의 결정을 수행하며, 그리하여, 반전 지점의 분포뿐만 아니라 횡단 얀 가이드의 제어를 수행한다. 제어기는 횡단 얀 가이드의 드라이버에 연결된다. 그러한 드라이버는 횡단 얀 가이드의 횡단 운동과 횡단 스트로크에 영향을 미친다. 횡단 스트로크의 횡단 속도 및 길이가 횡단 얀 가이드의 드라이버에 의해서 결정되기 때문에, 매우 정확한 스트로크 수정 함수를 실현시킬 수 있다. 이 경우, 횡단 얀 가이드의 드라이버는 횡단 스트로크의 각각의 길이 변화가 실시되도록 스트로크 수정 함수에 따라 직접적으로 제어된다.

본 발명의 방법은 권취의 종류와는 무관하다. 권취의 종류에는 랜덤 권 취, 정밀 권취, 또는 단차식 정밀 권취가 있다. 랜덤 권취의 경우에, 횡단 속도의 평균값은 권취 사이클 동안에 실질적으로 일정하고, 권취비 (횡단 속도에 대한 스핀들 속도) 는 권취 사이클 동안에 일정하게 변한다. 정밀 권취의 경우에, 권취비는 일정하게 유지된다. 그러나, 단차식 정밀 권취의 경우에는 권취비는 소정의 프로그램에 따라서 단계적으로 변한다.

또한, 공지된 리본 브레이킹법 (ribbon breaking method) 과 본 발명의 방법을 조합하는 것이 특히 이롭다. 이는 큰 직경 및 큰 패키지 밀도를 갖는 크로스-권취 패키지를 생산할 수 있게 하며, 1,000 m/분 이상의 높은 회수 속도에서 얀에 대한 오버헤드 풀림 (unwinding) 을 문제없이 가능케 해 준다.

본 발명의 방법은 실질적으로 직사각형의 단부면을 갖는 원통형의 얀 패키지의 경우와 비스듬한 단부면을 갖는 이중원추형 (biconical) 얀 패키지를 제조하기 위하여 사용될 수 있다.

상기 방법을 수행하기 위한 본 발명의 장치는 얀 패키지의 제조시 높은 유연성을 갖는 특징이 있다. 그러한 장치에 의하면, 스트로크 수정 함수를 미리 결정된 질량 분포에 따라 개별적으로 변화시키기가 용이하다. 횡단 스트로크 및 횡단 속도를 결정할 때, 매번 제어기는 즉각 미리 결정된 스트로크 수정 함수로부터 진행한다. 이를 위하여, 제어기는 권취 파라미터를 수납하는 데이터 저장소, 및 이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지에서의 얀의 질량 분포를 산출하고 횡단 스트로크의 길이를 변화시키기 위한 스트로크 수정 함수를 결정하는 마이크로프로세서를 구비한다.

장치의 유연성은 청구항 12 에 따른 본 발명의 특히 이로운 추가의 개선예에 의해 더욱 증가된다. 이와 관련하여, 횡단 얀 가이드는 전기 모터, 예컨대, 스텝 모터에 의해서, 또는 전기 신크로 제너레이터 (electric synchro generator) 에 의해서 구동된다. 상기에 의해, 횡단 속도를 횡단 스트로크의 각각의 길이 변화와 결합할 수 있다. 그리하여 횡단 스트로크의 단축은 일정한 횡단 속도에서 또는 얀 질량이 단위 시간당 일정하게 적층되면서 이루어질 수 있다.

횡단 얀 가이드와 전기 모터 사이의 커플링은 벨트 드라이버로서 설계 및 구성되는 것이 이롭다. 이를 위하여, 전기 모터는 1 이상의 벨트 풀리에 걸쳐서 뻗어 있는 벨트를 구동하는 구동 풀리를 포함한다. 벨트는 횡단 얀 가이드를 탑재하고, 상기 횡단 얀 가이드를 패키지 폭 내에서 왕복운동시킨다.

이하, 본 발명의 방법뿐만 아니라, 본 발명의 방법을 실행하기 위한 장치를 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명의 방법을 수행하기 위한 장치의 개략도이다;

도 2 는 원통형 얀 패키지의 개략도이다;

도 3 은 스트로크 수정 함수에 따른 횡단 스트로크의 길이 변화를 갖는 얀 패키지의 개략적인 전개도이다;

도 4 는 횡단 스트로크내의 얀 질량의 분포 다이어그램이다;

도 5 는 얀 패키지의 얀 질량의 분포 다이어그램이이다;

도 6 은 스트로크 수정 함수 (Z) 를 결정하기 위한 시그날 플랜 (signal plan) 의 개략도이다.

도 1 은 예컨대, 직조기에서 사용될 수 있는, 본 발명의 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른 장치의 실시예를 나타낸다. 포크 형상의 패키지 홀더 (21) 의 자유단에는 두 개의 대향하는 센터링 플레이트 (centering plate;8 및 9) 가 회전가능하게 탑재된다. 패키지 홀더 (21) 는 축 (도시 안됨) 둘레를 선회하도록 기계 프레임에 장착된다. 센터링 플레이트 (8 및 9) 의 사이에는, 얀 패키지 (6) 를 수용하기 위하여 튜브 (7) 가 클램프된다. 구동롤 (5) 은 튜브 (7) 또는 얀 패키지 (6) 에 맞대어 놓여진다. 구동롤 (5) 은 구동축 (11) 에 장착된다. 구동축 (11) 의 일 단부는 모터 (10) 에 연결된다. 모터 (10) 는 실질적으로 일정한 속도로 구동롤 (5) 을 구동시킨다. 마찰식 결합에 의해서, 구동롤 (5) 은 실질적으로 일정한 얀 속도에서 얀 (1) 을 권취시킬 수 있는 권취속도에서 튜브 (7) 또는 얀 패키지 (6) 를 구동시킨다. 권취 사이클 동안에, 권취 속도는 일정하다. 얀 횡단 장치 (2) 는 구동롤 (5) 의 상류에 배치된다. 얀 횡단 장치 (2) 는 벨트형 횡단 시스템으로 설계 및 구성된다. 그러한 횡단 장치에서, 무단 벨트 (endless belt, 16) 는 횡단 얀 가이드 (3) 를 탑재한다. 벨트 (16) 는 튜브 (7) 와 나란한 두 개의 벨트 풀리 (15.1 및 15.2) 사이에서 연장한다. 벨트의 면에서 벨트에 의해서 부분적으로 감싸지는 구동 풀리 (14) 는 벨트 풀리 (15.1 및 15.2) 와 나란히 배치된다. 구동 풀리 (14) 는 전기 모터 (12) 의 구동축 (13) 에 장착된다. 전기모터 (12) 는 구동 풀리 (14) 를 진동방식으로 구동시키고, 그리하여 횡단 얀 가이드 (3) 가 두 벨트 풀리 (15.1 및 15.2) 사이에서 왕복운동한다. 전기모터 (12) 는 제어기 (4) 를 통하여 제어될 수 있다. 제어기 (4) 는 패키지 홀더 (21) 에 배치된 센서 (17) 에 접속된다. 그러한 센서 (17) 는 튜브 (7) 의 회전 속도를 측정하고 그것을 신호로서 제어기 (4) 에 공급한다.

본 실시예에서, 센서 (17) 는 센터링 플레이트 (8) 에 있는 캐칭 그루브 (catching groove;19) 를 감지하는 펄스 송신기로서 설계 및 구성된다. 캐칭 그루브 (19) 는 캐칭 기기 (18) 의 일부를 형성하며, 그 캐칭 기기는 권취 사이클 시작시 얀 (1) 과 결합하고, 초기의 얀 층이 튜브 (7) 상에 권취될 수 있게 한다. 펄스 전송기 (17) 는 항상 되돌아오는 캐칭 그루브 (19) 에 따라 회전시마다 신호를 공급한다. 그러한 펄스는 튜브 (7) 의 회전 속도를 산출하기 위하여 제어기 (4) 에서 변환된다.

도 1 에 도시된 상황에서, 얀 (1) 은 튜브 (7) 상에 권취되어 얀 패키지 (6) 를 형성한다. 이 과정에서, 얀 (1) 은 횡단 얀 가이드 (3) 의 안내홈 내에서 안내된다. 얀 횡단 장치 (2) 는 얀 패키지 (6) 의 패키지 폭 내에서 얀 가이드 (3) 를 왕복운동시킨다. 이 경우, 예컨대 스텝 모터로서 설계 및 구성될 수 있는 전기 모터 (12) 는 횡단 얀 가이드 (3) 의 횡단 스트로크 길이 및 운동을 제어한다. 얀 패키지 (6) 의 패키지 직경의 증가는 패키지 홀더 (21) 의 선회 운동 (pivotal movement) 에 의해서 가능하게 된다. 이를 위하여, 패키지 홀더 (21) 는 편향 수단 (도시 안됨) 을 포함하며, 그 수단은 한편으로는 얀 패키지 (6) 와 구동롤 (5) 사이에서 얀 패키지를 구동하는데 필요한 접촉압 (contact pressure) 을 만들고, 다른 한편으로는 패키지 홀더 (21) 의 선회 운동을 가능하게 한다.

제어기 (4) 는 횡단 얀 가이드 (3) 의 횡단 속도와 횡단 스트로크의 길이를 결정하고, 그것에 상응하여 전기모터 (12) 를 제어한다. 제어를 위해, 제어기 (4) 는 권취 파라미터 (E) 를 수신한다. 권취 파라미터 (E) 로서, 권취 속도, 드라이버의 직경, 횡단 속도, 횡단 스트로크내에서 횡단 속도의 변화, 및 권취되는 얀의 데니어 (denier) 를 미리 규정할 수 있다. 권취 파라미터 (E) 는 제어기 (4) 내부의 데이터 저장부 (24) 에 저장된다. 스트로크 수정 함수 (Z) 를 결정하기 위하여, 제어기 (4) 는 마이크로프로세서 (25) 를 구비한다. 마이크로프로세서 (25) 안에서, 이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지에서의 얀의 질량 분포 (F) 가 이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지에서의 얀의 미리 규정된 질량분포 (F_희망) 및 미리 규정된 수의 횡단 스트로크 (H) 로부터 산출된다. 질량 분포 (F) 의 산출로부터 스트로크 수정 함수 (Z) 가 유도되어, 전기 모터 (12) 의 가동시 횡단 스트로크의 길이 변화를 일으킨다.

얀 횡단 장치 (2) 에 의해서 횡단 얀 가이드 (3) 를 가능한 한 정확하게 위치시키기 위해서, 전기 모터 (12) 는 신호 라인을 통하여 제어기 (4) 에 연결되며, 신호 라인은 전기 모터 (12) 의 로터축 (rotor shaft) 의 하나의 각 위치를 제어기 (4) 에 동시에 공급하는데 사용된다. 그러한 전기모터의 실제 위치는 전기 모터의 희망 위치를 제어하는데 포함되어, 전기 모터의 조정 및 매우 정확한 제어가 항상 보장된다.

적층된 얀 질량, 특히 얀 패키지의 단부 영역에서의 소정의 질량 분포를 얻기 위하여, 횡단 스트로크는 미리 규정된 스트로크 수정 함수 (Z) 에 따라서 그 길이가 변한다. 도 2 는 원통형 얀 패키지의 개략도이다. 얀 패키지 (6) 는 튜브 (7) 상에 권취된다. 얀 패키지는 폭 (B) 을 갖는다. 패키지 폭 (B) 은 최대 횡단 스트로크 (H_최대) 에 의해서 결정된다. 횡단 스트로크 (H) 는 횡단 얀 가이드가 왕복운동하는 길이를 나타낸다. 왕복운동 동안에, 얀은 패키지 표면에 접촉되기 이전에 횡단 스트로크내에서 횡단 얀 가이드 내에서 안내된다. 이를 위하여, 횡단 얀 가이드는 미리 규정된 횡단 속도로 안내된다. 얀 패키지 (6) 의 단부에서, 횡단 얀 가이드는 반전 직전에 감속되며, 다시 반대 방향으로 가속된다. 도 2 는 그러한 얀 반전을 예컨대, 얀 패키지 (6) 의 표면에서 일부 얀 층에 의해 개략적으로 도시한다. 횡단 얀 가이드의 반전으로 인한 얀 적층물의 방향 변화를 나타내는 패키지 표면상의 지점을 얀 반전 지점 (U) 이라 칭한다. 횡단 얀 가이드의 운동 진행에 따라, 얀 반전 지점 (U) 은 패키지의 표면에서 패키지 표면상의 긴 길이에 걸쳐서 연장할 수 있다. 이 경우에, 얀 반전 지점은 얀 적층물의 반전 지점과 동일해진다. 그러나, 패키지 단부에 적층되는 얀의 길이를 연장시킴으로써 얀 반전 지점을 이론적으로 규정할 수도 있다.

도 2 는 얀 패키지 (6) 의 단부면 (22) 에서의 예컨대, 얀 반전 지점 (U₁) 을 도시한다. 반대편 단부면 (23) 은 동일한 횡단 스트로크 (H_최대) 에서 만들어지는 얀 반전 지점 (U₁') 을 도시한다. 얀 반전 지점 (U₁ 및 U₁') 은 얀 패키지의 최외 에지에 형성된다. 이와 관련하여, 횡단 얀 가이드는 횡단 스트로크 (H_최대) 로 진행한다.

권취 사이클 동안에, 스트로크 수정은 횡단 스트로크를 단축 또는 연장시킴으로써 이루어진다. 먼저, 횡단 스트로크 (H_최대) 는 미리 규정된 스트로크 수정 함수에 따라서 최소 횡단 스트로크로 감소되며, 이어서 횡단 스트로크의 원래값 (H_최대) 으로 길이지게 된다. 도 2 는 최대 횡단 스트로크 (H_최대) 와 비교하여 패키지의 양 단부에서의 길이 변화 (A) 만큼 단축된 임의의 횡단 스트로크 (H) 를 예로서 도시한다. 이 경우, 반전될 때의 얀은 얀 패키지 (6) 의 좌측에서는 반전지점 (U) 에 적층하고, 얀 패키지 (6) 의 우측에서는 반전 지점 (U') 에 적층한다.

도 3 은 예컨대 사이클 (L) 에 대한 스트로크 수정 함수 (Z) 의 다이어그램을 도시한다. 그러한 다이어그램에서, 종좌표는 횡단 스트로크 (H) 를, 횡좌표는 패키지 원주 (π·D) 를 표시한다. 횡좌표는 얀 패키지 (6) 의 일 단부면을 동시에 나타낸다. 스트로크 수정 사이클 (L) 의 시작시, 반전될 때의 얀은 길이 (H_최대) 의 횡단 스트로크에서 지점 (U₁) 에 적층된다. 차후의 횡단 스트로크에서 횡단 스트로크의 변화는 스트로크 수정 함수 (Z) 에 따라서 일어난다. 그리하여 스트로크 수정 함수 (Z) 는 각각의 횡단 스트로크 (H) 의 얀 반전 지점 (U) 을 규정한다. 도 3 에 도시된 스트로크 수정 함수 (Z) 의 변화는 예시적인 것이다. 스트로크 수정 사이클 (L) 내에서, 횡단 스트로크는 다수의 길이 변화 (A) 가 일어난다. 원래의 최대 횡단 스트로크 (H_최대) 에 다시 도달되면 곧 사이클 (L) 이 완료된다. 얀 패키지를 권취하는 동안에, 다수의 스트로크 수정 사이클이 실행된다.

각각의 횡단 스트로크 동안에, 얀은 얀 패키지 (6) 의 원주상에 적층된다. 도 4 는 횡단 스트로크 (H) 동안에 적층되는 얀 질량 (M) 의 다이어그램을 도시한다. 이를 위해, 도면에서, 얀 질량 (M) 은 종좌표에 플롯되고, 패키지 폭 (B) 은 횡좌표에 플롯된다. 횡좌표에서, 반전 지점 (U) 은 예컨대 직선으로 도시된다. 이 직선은 횡단 스트로크 (H) 의 단부를 형성한다.

이 경우 패키지 폭 (B) 에 걸쳐서 얀 질량 (M) 은 실질적인 쌍곡선 형상 (f) 으로 나타난다. 그리하여, 이러한 곡선 형상 (f) 은 횡단 스트로크내에서 패키지를 따라서 적층된 얀 질량을 나타낸다. 다이어그램으로부터 알 수 있는 바와 같이, 적층된 얀 질량 (M) 은 횡단 스트로크 (H) 의 단부를 향하여 변한다. 횡단 속도가 일정한 영역에서는, 얀은 일정한 질량으로 적층된다. 횡단 얀 가이드를 가속하거나 감속함으로써, 적층된 얀 질량 (M) 은 얀 반전 지점 (U) 에서 최대값까지 연속적으로 증가한다. 이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지에서 얀의 질량 분포 (F) 를 산출하기 위하여, 횡단 스트로크 (H) 는 패키지 폭 (B) 을 따라서 다수의 질량 세그먼트 (S) 로 분할된다. 질량 세그먼트는 일정한 폭 (δB) 을 갖는다. 그와 같이 형성된 각 질량 세그먼트 (S) 에는, 질량 세그먼트 (S) 내에 적층되는 얀 질량 (M) 이 할당된다. 그리하여, 예컨대 질량 세그먼트 (S₁) 는 얀 질량 (M₁) 을, 질량 세그먼트 (S₂) 는 얀 질량 (M₂) 을, 그리고 질량 세그먼트 (S_i) 는 얀 질량 (M_i) 을 갖게 된다. 이와 관련하여, 질량 세그먼트 (S_i) 는 횡단 속도가 일정한 영역에 놓인다. 이리하여, 할당된 얀 질량 (M_i) 은 패키지의 반대 단부면이 도달될때까지 변하지 않는다. 반대 단부면에서의 질량 분포의 분할도 도 4 의 설명과 유사하게 이루어진다.

바람직하게는, 질량 분포 (F) 의 산출은 표준화된 무차원 얀 질량으로 실시된다. 이를 위하여, 한 질량 세그먼트의 부분 얀 질량 (m) 은, 횡단 속도가 일정한 패키지 폭의 중심 영역에 있는 질량 세그먼트 (S_i) 의 절대 얀 질량 (M_i) 에 대한 상기 질량 세그먼트의 절대 얀 질량 (M) 의 비에 의해 얻어진다. 따라서, 패키지 폭의 선형 범위에서의 부분 얀 질량 (m) 은 1 로서 일정하게 된다. 반전 영역에서, 질량 세그먼트의 부분 얀 질량은 그 값이 m ＞ 1 을 나타낼 것이다.

도 6 은 스트로크 수정 함수 (Z) 를 결정하기 위한 추가의 절차를 시그널 플랜 (signal plane) 을 참조하여 개략적으로 나타낸 것이다. 질량 세그먼트 (S₁ 내지 S_i) 를 결정한 후, 이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지에서 얀의 질량 분포 (F) 를 산출한다. 이를 위하여, 얀의 질량 분포의 희망값 (F_희망) 을 이론 적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지에서 미리 결정한다. 마찬가지로, 이론적이고 이상적인 얀 패키지의 권취에 기초로 사용될 횡단 스트로크의 최대 수 (n) 를 결정한다. 이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지의 질량 분포를 산출하기 위하여, 질량 세그먼트 (S₁, S₂ 내지 S_i) 는 횡단 스트로크의 수 (n) 의 수배까지 가산된다. 이 때, 질량 세그먼트는 패키지에서의 계산된 전체 질량 분포가 미리 결정된 희망값 (F_희망) 을 초과하지 않도록 각각의 횡단 스트로크를 유지하면서 분포된다. 질량 세그먼트의 산출된 분포는 횡단 스트로크 변화를 포함하여, 산출된 질량 분포 (F) 는 횡단 스트로크의 길이 변화 (A) 의 합계의 척도가 된다. 이어서, 질량 분포로부터 결정된 횡단 스트로크의 길이 변화는 권취 사이클의 기준을 형성하는 스트로크 수정에 필요한 스트로크 수정 함수에서 결정된다. 이와 관련하여, 적층 알고리즘이 참작되며, 이 알고리즘에는 예컨대 얀의 오버랩을 피하기 위하여 길이 변화의 기본적인 분포가 포함된다.

질량 분포 (F) 의 계산에서 기초가 되는 각각의 횡단 스트로크가 질량 세그먼트 (S₁) 에서 시작하기 때문에, 예컨대, 패키지 폭 (B) 이 일정 폭의 다수의 작은 패키지 세그먼트로 분할되는 방식으로 횡단 스트로크의 길이 변화 (A) 를 결정할 수 있다. 얀 패키지의 일 단부면으로부터 시작하여, 각 패키지 세그먼트에 포함된 질량 세그먼트 (S₁) 의 수가 결정된다. 이는 최대 횡단 스트로크 (H_최대) 와 최소 횡단 스트로크 (H_최소) 사이의 질량 세그먼트 (S₁) 의 분포가 된다. 질량 세그먼트 (S₁) 의 수는 횡단 스트로크의 길이변화 (A) 의 수와 동일하다. 그리하여, 적층 알고리즘을 고려하면서 질량 세그먼트 (S₁) 의 분포로부터 스트로크 수정 함수 (Z) 를 직접 결정할 수 있다.

일단 스트로크 수정 함수 (Z) 가 결정되면, 얀의 권취 사이클이 시작한다.

얀 패키지가 완전히 권취된 후에, 패키지 밀도 또는 질량 분포를 점검한다. 권취된 질량 분포 (F_실제) 는 예컨대, 측정 수단에 의해 수동으로 검출될 수 있다. 권취된 얀 패키지의 결정된 질량 분포 (F_실제) 는 마이크로프로세서에 입력될 수 있다. 마이크로프로세서내에서, 실제 질량 분포 (F_실제) 와 질량 분포의 희망값 (F_희망) 사이의 비교가 실행된다.

도 5 는 얀 패키지에서의 얀 질량 (M) 의 질량 분포를 다이어그램으로 도시한다. 이를 위하여, 종좌표는 얀 질량 (M) 을 표시하며 횡좌표는 패키지 폭 (B) 을 표시한다. 이와 관련하여, 종좌표는 패키지의 일 단부를 나타낸다. F_희망 값은 질량 분포의 희망값으로 미리 결정된다. 다이어그램에 따르면, 그 값은 전체 패키지 폭에 걸쳐서 100% 가 되어야 한다. 또한, 다이어그램은 권취된 얀 패키지에서 검출되는 질량 분포 (F_실제) 를 나타낸다. 이와 관련하여, 최대 10% 인 희망값 (F_희망) 과 실제값 (F_실제) 사이의 편차가 패키지의 단부에서 발견된다. 권취된 얀 패키지에서 희망값 (F_희망) 을 얻기 위하여 질량 분포의 보정 값 (F_보정) 을 생성할 수 있다. 이때, 희망값 (F_희망) 과 실제값 (F_실제) 사이의 편차는 희망 곡선의 각각의 패키지 세그먼트에 합산된다. 그럼으로써, 질량 분포의 보정값 (F_보정) 이 얻어진다. 그와 같이 보정된 질량 분포를 참조하여, 스트로크 수정 함수 (Z) 는 도 6 의 전술한 설명에 따라서 새롭게 산출된다. 그때 새롭게 산출된 스트로크 수정 함수 (Z_i) 가 진행중의 권취 사이클 동안 횡단 스트로크의 길이 변화의 기초가 된다.

상술된 것과 함께, 본 발명의 방법은 얀 패키지에서의 얀 질량의 분포에 의도적으로 영향을 미칠 수 있는 가능성을 제시한다.

※ 부호의 설명 ※

1 : 얀 2 : 얀 횡단 장치

3 : 횡단 얀 가이드 4 : 제어기

5 : 구동롤 6 : 얀 패키지

7 : 튜브 8 : 센터링 플레이트

9 : 센터링 플레이트 10 : 구동롤 모터

11 : 구동축 12 : 전기 모터

13 : 구동축 14 : 구동 풀리

15 : 벨트 풀리 16 : 벨트

17 : 센서, 펄스 전송기 18 : 캐칭 장치

19 : 캐칭 그루브 20 : 얀 예비품

21 : 패키지 홀더 22 : 단부면

23 : 단부면 24 : 데이터 저장소

25 : 마이크로프로세서

Claims

진행하는 얀이 횡단 얀 가이드에 의해 횡단 스트로크 (H) 내에서 왕복운동되어 얀 패키지 상에 적층되며, 상기 횡단 얀 가이드의 횡단 스트로크 (H) 의 길이는 권취 작업 (권취 사이클) 동안에 얀 패키지의 폭 (패키지폭)(B) 내에서 변화될 수 있으며, 상기 횡단 스트로크 (H) 의 길이 변화 (A) 가 미리 결정된 스트로크 수정 함수 (Z) 에 따라서 상기 권취 사이클 동안에 발생하는 얀 패키지 권취 방법에 있어서, 상기 스트로크 수정 함수 (Z) 는 이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지에서의 얀 질량 분포 (F) 로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지에서의 얀 질량 분포 (F) 를 질량 분포의 미리 결정된 희망값 (F_희망) 을 유지하면서 미리 결정된 권취 파라미터 (E) 로부터 마이크로프로세서에 의해 산출하고, 스트로크 수정 함수 (Z) 로 변환시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지에서의 얀 질량 분포 (F) 의 산출은,

3.1 횡단 스트로크 (H) 동안에 적층된 얀 질량 (M) 을 미리 결정된 권취 파라미터 (E) 로부터 산출하는 단계;

3.2 상기 횡단 스트로크 (H) 를 상기 패키지 폭 (B) 을 따라서 일정한 폭 (δB) 및 부분 얀 질량 (m) 을 갖는 복수의 질량 세그먼트 (S) 로 분할하는 단계;

3.3 이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지에서의 얀 질량 분포의 희망값 (F_희망) 을 미리 결정하고, 횡단 스트로크의 수 (H_n) 를 미리 결정하는 단계; 및

3.4 상기 미리 결정된 횡단 스트로크의 수 (H_n) 를 유지하면서, 상기 질량 분포의 희망값 (F_희망) 이 도달되도록, 부분 얀 질량 (m) 을 갖는 상기 질량 세그먼트 (S) 를 질량 분포 (F) 에 합산하는 단계에 의해 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 스트로크 수정 함수 (Z) 는,

4.1 상기 이론적으로 권취되는 이상적인 얀 패키지에서의 얀의 산출된 질량 분포 (F) 내에서, 상기 질량 세그먼트 (S) 의 분포로부터 횡단 스트로크의 길이 변화 (A) 를 결정하는 단계; 및

4.2 적층 알고리즘을 참작하면서, 상기 횡단 스트로크의 길이 변화 (A) 를 스트로크 수정 함수 (Z) 로 변환하는 단계에 의해 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 질량 세그먼트 (S) 중 하나의 부분 얀 질량 (m) 은, 상기 패키지 폭의 중앙 영역에 있는 질량 세그먼트 (S_i) 의 절대 얀 질량 (M_i) 에 대한 상기 질량 세그먼트 (S) 의 절대 얀 질량 (m) 의 비에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 권취된 얀 패키지에서의 얀의 질량 분포 (F_실제) 를 결정하고, 상기 이론적으로 권취된 이상적인 얀 패키지에서의 얀의 미리 결정된 질량 분포 (F_희망) 와 비교하고, 상기 이론적으로 권취된 이상적인 얀 패키지에서의 얀의 질량 분포 (F_희망) 와 권취된 얀 패키지에서의 얀의 질량 분포 (F_실제) 가 차이가 있는 경우에는, 이론적으로 권취된 이상적인 얀 패키지에서의 얀의 보정된 질량 분포 (F_보정) 를 결정하여, 상기 스트로크 수정 함수 (Z) 를 상기 이론적으로 권취된 이상적인 얀 패키지에서의 얀의 보정된 질량 분포 (F_보정) 로부터 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 횡단 얀 가이드는 제어기에 의해서 제어되는 제어가능한 드라이버에 의해 왕복 운동 (oscillating movement) 식으로 구동되고, 상기 제어기는 상기 스트로크 수정 함수 (Z) 를 결정하기 위한 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 횡단 스트로크의 길이 변화 (A) 를 실현하기 위한 스트로크 수정 함수 (Z) 에 따라 상기 횡단 얀 가이드의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 권취 사이클 동안에, 상기 횡단 속도는 미리 결정된 제어 프로그램에 따라서 가변적인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 권취 사이클 동안에, 상기 횡단 스트로크는 이중원추형 (biconical) 패키지를 제조하기 위하여 가변적인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 장치로서, 얀 (1) 이 패키지 폭 (B) 내에서 얀 패키지 (6) 로 권취되는 피동 튜브 (driven tube; 7), 가변 길이 횡단 스트로크 (H) 내에서 왕복운동을 위해 드라이버 (12) 에 의해서 구동되는 가동 횡단 얀 가이드 (3), 및 상기 드라이버 (12) 를 제어하기 위한 제어기 (4) 를 구비하는 장치에 있어서, 상기 제어기 (4) 는 권취 파라미터 (E) 를 수용하기 위한 데이터 저장소 (24), 및 이론적으로 권취된 이상적인 얀 패키지에서의 얀의 질량 분포 (F) 를 산출하고, 횡단 스트로크의 길이를 변화시키기 위한 스트로크 수정 함수 (Z) 를 결정하기 위한 마이크로프로세서 (25) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 11 항에 있어서, 상기 횡단 얀 가이드 (3) 의 드라이버는, 상기 횡단 얀 가이드 (3) 의 횡단 운동 및 횡단 스트로크를 제어하며 상기 제어기 (4) 에 의해 제어가능한 전기 모터 (12) 인 것을 특징으로 하는 장치.
제 12 항에 있어서, 상기 전기 모터는 1 이상의 벨트 풀리 (15) 에 걸쳐 뻗어있는 벨트 (16) 를 구동시키는 구동 풀리 (14) 를 구비하며, 상기 벨트 (16) 는 상기 횡단 얀 가이드 (3) 를 탑재하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.